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Questions and Answers
¿Cuáles son los estados de corriente que permiten enviar mensajes simultáneamente?
¿Cuál es la principal complicación del ruido en cables subterráneos y submarinos?
¿Quién fue el matemático conocido por sus cálculos sobre la corriente en cables submarinos?
¿Qué fenómeno puede provocar cambios en la amplitud y fase de una onda sinusoidal transmitida?
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¿Cuál es una de las contribuciones importantes de Joseph Fourier en el estudio de las comunicaciones?
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¿Cuál es la relación entre la longitud de las combinaciones de puntos y rayas y la frecuencia de uso de las letras en el código Morse?
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¿Cuál es una desventaja de usar guiones en la comunicación a través del código Morse?
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¿Cómo mejora el telégrafo de dos corrientes la velocidad de envío de mensajes?
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¿Cuál de las afirmaciones sobre el telégrafo cuádruplex de Thomas Edison es correcta?
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¿Cuál fue el método utilizado para determinar la asignación de las secuencias de puntos y rayas en el código Morse?
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¿Qué ocurre con la intensidad del sonido cuando la distancia desde la fuente se duplica?
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¿Cuál de los siguientes niveles de decibeles corresponde a un sonido que es 100 veces más intenso que el umbral de audición?
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Si un sonido tiene una intensidad de $1 * 10^{-10}$ W/m², ¿cuál es su nivel sonoro en decibeles?
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¿Cuál es el sonido más fuerte que el oído humano puede detectar sin daño físico?
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¿Cuál es la relación entre la intensidad y la distancia desde la fuente de sonido?
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¿Qué determina la cantidad de energía que se transfiere al medio por la bocina?
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¿Cómo se expresa la intensidad de una onda sonora?
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¿Qué sucede con la intensidad de la onda sonora a medida que aumenta la distancia desde la fuente?
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¿Cuál es la relación entre la amplitud de vibración de las partículas del medio y la intensidad de la onda sonora?
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¿Cuál es la fórmula correcta para calcular la intensidad de una onda sonora?
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¿Cuál es el ancho de banda necesario para operar en un canal Wi-Fi de 2.4 GHz?
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¿Qué relación se debe considerar al calcular el límite teórico de transferencia de información de un canal Wi-Fi?
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¿Cuál es la magnitud del límite real para un canal de 22 MHz utilizando modulación DSSS?
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¿Cómo se define el factor de velocidad en líneas de transmisión?
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¿Qué factor afecta la velocidad de propagación de una onda electromagnética a lo largo de una línea de transmisión?
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¿Qué representa la letra 'I' en la ley de Hartley?
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¿Cuál es la relación entre el ancho de banda y la capacidad de información según la ley de Hartley?
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¿Qué determina el límite de Shannon de capacidad de información?
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¿Cómo se representa la relación de señal a ruido en la fórmula del límite de Shannon?
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¿Cuántos bits de información puede transferir un canal de 2.7 kHz con una relación señal-ruido de 1000?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente el funcionamiento de una antena dipolo?
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¿Cuál es la principal función de una guía de onda en telecomunicaciones?
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¿Cuál es la longitud total de una antena dipolo de media onda en relación con la longitud de onda de la frecuencia a la que está diseñada para operar?
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¿Por qué se considera que la antena dipolo es la antena práctica más simple?
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¿Qué ocurre cuando se aplica una señal eléctrica en el punto central de una antena dipolo de media onda?
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¿Cuál de los siguientes materiales es el más adecuado para construir una guía de onda?
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¿Qué tipo de antena se utiliza comúnmente para aplicaciones específicas en distintas frecuencias?
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¿Cómo se caracteriza el patrón de radiación de una antena dipolo de media onda?
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¿Dónde se alimenta a una antena dipolo de media onda para maximizar la transferencia de energía?
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¿Qué tipo de polarización tienen las ondas generadas por una antena dipolo de media onda si la antena es instalada verticalmente?
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¿Cómo se representa un número complejo en términos de sus partes real e imaginaria?
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¿Cuál es la función principal de la transformada de Fourier?
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¿Qué técnica se utiliza para obtener la forma de onda del tiempo a partir del espectro de frecuencia?
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¿Qué representa el término W(f) en la transformada de Fourier?
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¿Cómo se expresa un número complejo en su forma polar?
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¿Cuál es la transformada de Fourier del pulso rectangular w(t) definido en el rango $-T ≤ t ≤ T$?
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En el gráfico de amplitud de frecuencias, ¿qué indica una fase diferente de cero para los armónicos?
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¿Qué representa la gráfica del diagrama de fases espectrales?
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¿Qué sucede con la transformada de Fourier cuando se presenta un pulso desfasado?
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¿Cómo se expresa la transformada de un pulso exponencial w(t) con decaimiento que se activa cuando t = 0?
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¿Cuál es la característica principal de un filtro pasa bajo?
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¿Qué tipo de filtro se considera activo?
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¿Cómo se clasifica un filtro que atenúa señales sin usar amplificadores?
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¿Qué define un filtro pasa banda?
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¿Cuál es la principal función de los filtros digitales?
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¿Cuál es la función principal de un filtro en el sistema 4f?
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¿Qué ocurre cuando se utiliza un filtro pasa bajas en el sistema 4f?
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En un sistema 4f, ¿qué representa el plano de Fourier?
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¿Qué ocurre si se coloca un filtro pasa banda en el sistema 4f?
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¿Cuál es la configuración básica de un sistema óptico 4f?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las fuentes de información analógica es correcta?
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¿Cuál es una ventaja clave de la comunicación analógica respecto a la digital?
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¿Qué característica distingue a una forma de onda digital de una analógica?
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¿Cuál de las siguientes desventajas es característica de la comunicación analógica?
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¿Qué afirmación describe mejor la naturaleza de la información en un sistema de comunicación analógica?
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¿Cuál es una ventaja de utilizar señales digitales en lugar de señales analógicas?
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En la conversión de señales analógicas a digitales, ¿qué representa el proceso de cuantificación?
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¿Cuál es uno de los principales inconvenientes de las señales digitales en comparación con las analógicas?
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¿Qué ocurre cuando la frecuencia de muestreo es mayor en un proceso de muestreo?
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¿Qué se entiende por codificación en el contexto de señales digitales?
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¿Cuál de las siguientes opciones describe correctamente las señales periódicas?
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¿Cuál es una característica de las señales no periódicas?
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¿Qué técnica se utiliza para descomponer señales aperiódicas en componentes periódicas?
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¿Cuál es un ejemplo de una onda no periódica?
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Cómo se clasifican las señales periódicas según si son analógicas o digitales?
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Study Notes
Código Morse
- El código Morse fue un pionero en la teoría de la comunicación al codificar letras del alfabeto en señales eléctricas.
- Se asignaron secuencias de puntos y rayas a cada letra, con las letras más comunes teniendo secuencias más cortas.
- La asignación de secuencias fue estimada contando el número de letras en cada compartimento de la caja de tipos de una imprenta.
- Aunque no se utilizó ningún método estadístico moderno, el código es bastante eficiente.
Telégrafos de una y dos corrientes
- El telégrafo de una corriente utiliza dos estados: ausencia de corriente (0) y presencia de corriente (1).
- El telégrafo de dos corrientes mejora la velocidad al usar corrientes positivas para puntos, negativas para rayas y nula para espacios.
Telégrafo Cuádruplex de Thomas Edison
- Este telégrafo permitía enviar dos mensajes al mismo tiempo al variar tanto la intensidad como la dirección de la corriente.
- Cuatro estados de corriente (+3, +1, -1, -3) representaban los diferentes valores de 0 y 1 para dos mensajes.
Ruido
- El ruido presente en los cables subterráneos y submarinos puede dificultar la distinción entre señales.
- Las tormentas magnéticas generan señales parásitas en los cables debido a las corrientes inducidas por el campo magnético.
- El ruido siempre está presente debido al movimiento browniano, la agitación de las moléculas de aire y el movimiento relacionado con el calor.
- Aumentar la potencia de la señal puede contrarrestar el ruido, pero hay límites en la corriente aplicable debido al riesgo de daños al aislante.
Primer cable telegráfico transatlántico
- El fallo del primer cable trasatlántico en 1858, posiblemente debido a la alta corriente, ilustra la importancia de comprender las limitaciones de la corriente.
Lord Kelvin y Alexander Graham Bell
- Lord Kelvin calculó con precisión la corriente recibida en un cable submarino al transmitir un punto o guión.
- El trabajo de Alexander Graham Bell en este campo llevó a la invención del teléfono, que utiliza corrientes con un rango amplio de amplitudes.
Teoría de Fourier
- La teoría de Fourier, originalmente desarrollada para el estudio de la transferencia de calor, es crucial para comprender las comunicaciones.
- Esta teoría afirma que cualquier variación temporal de una magnitud puede describirse mediante la superposición de oscilaciones sinusoidales.
- Las oscilaciones sinusoidales son útiles porque se mantienen inalteradas en su propagación y se comportan de forma lineal.
- Aunque las señales pueden atenuarse o experimentar un cambio de fase, las señales de salida mantienen el periodo o frecuencia de las ondas sinusoidales de entrada.
Velocidad del telégrafo y el trabajo de Harry Nyquist
- Harry Nyquist estudió la relación entre la velocidad del telegrafo y el número de valores de corriente.
- La fórmula W = Klog(x), donde W es la velocidad de transmisión, K es una constante, y x el número de símbolos, describe la velocidad de transmisión.
- El diseño del telégrafo cuádruplex de Edison duplicó la velocidad del primer diseño de telégrafo.
- La velocidad de transmisión también depende del ancho de banda de las frecuencias utilizadas para transmitir señales telegráficas.
Evolución de las telecomunicaciones
- La invención del telégrafo en 1834-1838 marcó el comienzo de una era revolucionaria en las comunicaciones.
- Se establecieron líneas telegráficas, se tendió el primer cable transatlántico (1858) y se inventó el teléfono (1876).
- El desarrollo de la comunicación inalámbrica (1900), la televisión (1926), las comunicaciones por microondas (1950s) y la fibra óptica (1980) ha transformado la forma en que nos comunicamos.
Intensidad del sonido
- Las ondas sonoras se producen por la vibración de un objeto que comprime y expande las moléculas del medio circundante, creando una perturbación de presión.
- La energía transportada por la onda sonora depende de la amplitud de las vibraciones del objeto que la produce.
- La intensidad del sonido es la cantidad de energía que se transporta por unidad de tiempo a través de un área determinada.
- La intensidad es directamente proporcional a la amplitud de la vibración.
- La intensidad se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m²).
- La intensidad del sonido disminuye con la distancia desde la fuente.
- La relación intensidad-distancia es una relación cuadrática inversa: la intensidad varía inversamente con el cuadrado de la distancia.
- Si la distancia se duplica, la intensidad se reduce a la cuarta parte.
Umbral de audición y la escala de decibelios
- El umbral de audición (TOH) es el sonido más débil que el oído humano puede detectar, con una intensidad de 1 * 10^(−12) W/m².
- La escala de decibelios (dB) es una escala logarítmica utilizada para medir la intensidad del sonido.
- Se asigna 0 dB al umbral de audición.
- Cada aumento de 10 dB corresponde a un sonido 10 veces más intenso.
- El rango de intensidades que puede detectar el oído humano es muy amplio, desde el umbral de audición hasta niveles que pueden causar daño.
Volumen vs. Intensidad
- La intensidad es una medida objetiva de la energía sonora.
- El volumen es una percepción subjetiva del sonido que varía entre individuos y depende de factores como la edad y la frecuencia del sonido.
- Los sonidos más intensos generalmente se perciben como más fuertes.
Ejemplo de la relación señal-ruido (SNR)
- La SNR se utiliza para determinar la claridad de una señal de radio en relación con el ruido de fondo.
- Se calcula como la diferencia en decibelios entre la potencia de la señal y la potencia del ruido.
- Un SNR alto indica una señal clara y una buena calidad de comunicación.
Niveles de referencia
- El umbral de audición (0 dB) se utiliza como nivel de referencia para calcular la intensidad del sonido.
- La fórmula 1dB=10 log(P_2/P_1 ) se utiliza para calcular la diferencia en nivel de sonido entre dos sonidos.
- Para una referencia dada, como el umbral de audición, la intensidad de los sonidos se representará en la parte positiva del eje y.
Ancho de banda y capacidad de información
- El ancho de banda de un canal de comunicaciones es la diferencia entre las frecuencias máxima y mínima que pueden pasar por el canal.
- Ley de Hartley: La capacidad de información es proporcional al ancho de banda y al tiempo de transmisión.
- Límite de Shannon: La capacidad de información de un canal está limitada por el ancho de banda y la relación señal a ruido.
- Ejemplo: Un canal de banda de voz (2.7 kHz) con una relación señal a ruido de 1000 (30 dB) tiene un límite de Shannon de aproximadamente 26.9 kbps.
Propagación de ondas electromagnéticas
- Estándar IEEE 802.11: Define las frecuencias disponibles para redes inalámbricas (2.4 GHz, 3.6 GHz y 5 GHz).
- Solapamiento de canales: Los canales en la banda de 2.4 GHz (14 canales con 5 MHz de separación) se superponen, lo que puede generar interferencias.
Líneas de transmisión
- Un sistema de conductores metálicos que transfieren energía eléctrica.
- Consisten en dos o más conductores separados por un aislante, generalmente dieléctrico.
- Se emplean para propagar tanto corriente directa como alterna.
- A altas frecuencias, las características de las líneas de transmisión se vuelven más complejas.
Propagación de ondas en líneas de transmisión
- Las ondas electromagnéticas viajan más lento en líneas metálicas de transmisión que en el vacío.
- Factor de velocidad: Relaciona la velocidad real de propagación en un medio con la velocidad de la luz en el vacío.
- Inductancia y capacitancia: Influyen en la velocidad de propagación de la onda.
Pérdidas en líneas de transmisión
- Pérdida por calentamiento del conductor: Proporcional a la corriente eléctrica al cuadrado multiplicada por la resistencia.
- Pérdida por calentamiento dieléctrico: Se produce cuando hay una diferencia de potencial entre los conductores.
- Pérdida por radiación: Se produce cuando la separación entre los conductores es comparable a la longitud de onda.
- Pérdida por acoplamiento: Se presenta en conexiones mecánicas o discontinuidades.
- Efecto corona: Ruptura del dieléctrico.
Frente de onda esférico y la ley del inverso cuadrado
- Radiador isotrópico: Fuente que emite potencia de manera constante y uniforme en todas las direcciones.
- Frente de onda esférico: La densidad de potencia disminuye inversamente al cuadrado de la distancia desde la fuente.
- Ley del inverso cuadrado: La densidad de potencia es proporcional al inverso del cuadrado de la distancia.
Atenuación y absorción de ondas
- Atenuación: Disminución de la densidad de potencia con la distancia debido a la dispersión esférica de la onda.
- Absorción: Pérdida de energía debido a la interacción de las ondas con la atmósfera.
Tipos de ondas de radio
- Ondas terrestres: Se propagan por encima de la superficie terrestre, adecuadas para frecuencias inferiores a 1.5 MHz.
- Ondas espaciales: Se propagan a través del espacio, ideales para frecuencias muy elevadas.
- Ondas ionosféricas: Se reflejan en la ionosfera, adecuadas para frecuencias entre 1.8 MHz y 8 MHz.
La Ionosfera
- La ionosfera está compuesta por tres capas principales: capa D, capa E y capa F.
- La ionización de la ionosfera depende de la radiación solar.
Capa D
- Es la capa más baja de la ionosfera, ubicada entre 60 y 90 km sobre la superficie de la Tierra.
- Tiene poca ionización debido a su mayor distancia del Sol.
- Absorbe grandes cantidades de energía electromagnética durante el día.
- Desaparece durante la noche.
- Refleja las ondas VLF y LF.
- Absorbe las ondas MF y HF.
Capa E
- Se encuentra entre 80 y 112 km sobre la superficie terrestre.
- Refleja ondas de radio de baja frecuencia.
- También se conoce como capa Kennelly-Heaviside.
- Desaparece casi por completo durante la noche.
- Refleja las ondas HF durante el día.
- La parte superior de la capa E se conoce como capa E esporádica, que aparece y desaparece de forma impredecible.
- La capa E esporádica surge durante destellos solares y actividad de manchas solares, mejorando la transmisión de radio a grandes distancias.
Capa F
- Se compone de dos capas: F1 y F2.
- Durante el día, la capa F1 se ubica entre 140 y 250 km, mientras que la capa F2 está entre 250 y 350 km en verano.
- Durante la noche, las capas se fusionan en una sola.
- La capa F1 absorbe y atenúa algunas ondas HF.
- La mayoría de las ondas atraviesan la capa F1, pero la capa F2 las refleja hacia la Tierra.
Pérdida por Trayectoria del Espacio Libre
- La pérdida por trayectoria del espacio libre no es una pérdida real de energía, sino una disminución de la densidad de potencia a medida que las ondas se alejan de la fuente.
- Se debe a la ley del inverso cuadrado.
- La ecuación para calcular la pérdida por trayectoria del espacio libre es: L_p=(4πD/λ)^2=(4πDf/c)^2.
- L_p es la pérdida por trayectoria del espacio libre (adimensional).
- D es la distancia en kilómetros.
- f es la frecuencia en Hertz.
- λ es la longitud de onda en metros.
- c es la velocidad de la luz en el espacio libre.
- La ecuación en dB es: L_(p(dB))=20 log(4πDf/c).
Ejemplo
- Para una frecuencia de 6 GHz y una distancia de 50 km, la pérdida por trayectoria del espacio libre es: L_p=20×log〖((4×π×6×10^9×50×10^3)/(3×10^8 ))〗≈141.9842dB.
Antenas
- Una antena es un dispositivo eléctrico que convierte señales eléctricas en ondas electromagnéticas y viceversa.
- Existen diferentes tipos de antenas: dipolos, paneles, parabólicas, array y de cuadro.
- Las antenas se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, como la radiodifusión, las telecomunicaciones, los radares y los hornos de microondas.
Guía de ondas
- Una guía de ondas es una línea de transmisión formada por un tubo metálico que propaga energía electromagnética.
- Es esencial que el material de la guía de ondas no absorba las microondas, por lo que se utiliza metal.
Antena dipolo
- Un dipolo eléctrico está formado por dos cargas de polaridad opuesta separadas.
- La antena dipolo se caracteriza por una varilla metálica excitada externamente.
- Una de las antenas más simples es la antena dipolo de media onda.
Antena dipolo de media onda
- Su longitud es la mitad de la longitud de onda de su frecuencia de operación.
- La excitación de la antena se proporciona en el centro.
- Su patrón de radiación es omnidireccional, parecido a una dona o toroide.
- La polarización de la onda depende de la orientación de la antena (vertical u horizontal).
Funcionamiento de la antena dipolo de media onda
- La señal eléctrica aplicada al centro de la antena hace que los electrones se muevan, creando un campo electromagnético.
- La oscilación de la corriente eléctrica en la antena genera ondas electromagnéticas que se propagan.
- La antena dipolo de media onda opera como un resonador electrónico, produciendo ondas estacionarias.
Patrón de radiación de la antena dipolo de media onda
- Es omnidireccional, es decir, la señal se emite en todas direcciones.
- La intensidad de la radiación es máxima en la dirección perpendicular al dipolo.
Ventajas e inconvenientes de la antena dipolo de media onda
Ventajas
- No es sensible a la impedancia de entrada.
- Su longitud es adecuada para las características de espacio libre.
- No ocupa mucho espacio.
- Es rentable.
- Su impedancia de entrada coincide con la de la línea de transmisión.
Inconvenientes
- Se usa como elemento básico de otras antenas.
- Su directividad está limitada.
Antena Yagi-Uda
- Es una antena direccional formada por varios elementos paralelos, generalmente dipolos de media onda.
- Se compone de un dipolo, reflectores y directores.
- El dipolo es el elemento activo que recibe o transmite la señal.
- Los reflectores, más largos que el dipolo, reflejan las ondas electromagnéticas hacia adelante.
- Los directores, más cortos que el dipolo, enfocan la energía de la señal en la dirección deseada.
- El reflector bloquea ondas que vienen de la parte trasera del elemento accionado.
- Los directores y el reflector influyen en el patrón de radiación de la antena, aumentando la intensidad de la señal en una dirección específica.
Ejemplo de aplicación
- Para calcular la separación de los directores en una antena Yagi-Uda para Wi-Fi, se utiliza la frecuencia de operación y las dimensiones de la antena.
- La fórmula básica para calcular la longitud de onda es λ = c/f.
- La separación entre los elementos se calcula con la fórmula D = λ/π.
Simulación
- Dipole Antenna - JavaLab
- Radio Wave Communication - JavaLab
- Electromagnetic Wave - JavaLab
Números complejos
- Los números complejos se pueden expresar como la suma de dos funciones reales: z = x + yi, donde z es el número complejo, x es la parte real e y es la parte imaginaria.
- La notación para la raíz cuadrada de -1 se puede representar como i o j: i = j = √(-1).
- Los números complejos se pueden visualizar en un plano cartesiano, donde el eje x representa la parte real y el eje y representa la parte imaginaria.
- La forma polar de un número complejo describe su posición en coordenadas polares, utilizando un ángulo y una distancia desde el origen.
Transformada de Fourier
-
La transformada de Fourier convierte una señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia, permitiendo analizar las características de la señal, como su ancho de banda y sus componentes de frecuencia.
-
La transformada de Fourier es una herramienta fundamental en la modulación y demodulación de señales en telecomunicaciones.
-
Para obtener una medición precisa de las frecuencias en una señal, se requiere examinar su forma de onda en un intervalo infinito de tiempo.
-
El espectro de voltaje o corriente proporciona información sobre el nivel relativo de cada frecuencia.
-
La transformada de Fourier de una forma de onda w(t) se obtiene mediante la siguiente integral:
W(f) = F[w(t)] = ∫(-∞)^∞ [w(t)] e^(-j2πft) dt
-
La transformada de Fourier inversa se utiliza para recuperar la forma de onda del tiempo w(t) a partir del espectro de frecuencia W(f):
w(t) = ∫(-∞)^∞ W(f) e^(j2πft) df
Ejemplos de Transformadas de Fourier
-
Ejemplo 1: Un pulso rectangular w(t) con duración T.
- w(t) = 1 para -T ≤ t ≤ T, 0 para |t| > T
- Transformada de Fourier: W(f) = 2T sinc(2πfT)
- La gráfica de la transformada de Fourier muestra la amplitud de las frecuencias que componen la onda original.
- Cuando la fase es cero, todos los armónicos (elementos de frecuencia) están en fase.
- Si la fase es diferente de cero, los armónicos estarán desfasados.
-
Ejemplo 2: Un pulso rectangular desfasado w(t).
- w(t) = 1 para 1-T ≤ t ≤ 1+T, 0 para t < 1-T o t > 1+T
- Transformada de Fourier: W(f) = 2Tcos(ωT)sinc(ωT) + j(2Tsin(ωT)sinc(ωT))
- La gráfica de la amplitud de las frecuencias muestra la amplitud de las frecuencias presentes en la señal.
- El diagrama de fases espectrales muestra cómo varían las fases de las diferentes frecuencias de la señal.
-
Ejemplo 3: Un pulso exponencial con decaimiento, que se activa cuando t = 0.
- w(t) = e^(-t) para t > 0, 0 para t < 0
- Transformada de Fourier: W(f) = 1/(1+j2πf)
- Este ejemplo ilustra cómo la transformada de Fourier puede ser aplicada a señales con decaimiento exponencial.
Conceptos Importantes
- Dominio del tiempo: Representación de la señal como una función del tiempo.
- Dominio de la frecuencia: Representación de la señal como una función de frecuencia.
- Sinc: Función matemática que aparece en las transformadas de Fourier de pulsos rectangulares.
- Fase: Información que describe el desplazamiento temporal de una onda.
- Armónicos: Componentes de frecuencia de una señal.
- Espectro de frecuencia: Representación gráfica de la amplitud y fase de las frecuencias presentes en una señal.
Sistemas 4f
- Los sistemas 4f son configuraciones ópticas que utilizan lentes convergentes para realizar transformadas de Fourier en dos dimensiones, fundamentalmente para manipular las frecuencias espaciales de una imagen.
- El sistema 4f se caracteriza por cuatro distancias focales (f) que separan el plano de entrada del plano de salida.
- La luz que entra al sistema se colima para minimizar la longitud total.
- La transparencia de entrada (g(x_1,y_1)) se ubica junto a la lente colimadora en el plano P1.
- La segunda lente L2, ubicada a una distancia focal de la entrada, realiza la transformada de Fourier.
- En el plano P2 se obtiene la transformada de Fourier de la entrada, G(x_2⁄λf,y_2⁄λf), multiplicada por una constante k1.
- Se puede insertar un filtro A en el plano P2 para manipular las frecuencias de la imagen.
- La función de transferencia deseada del filtro se representa por H.
Filtros en sistemas 4f
- Al modificar el plano de Fourier mediante filtros, se pueden alterar físicamente las frecuencias espaciales de la imagen.
- Las frecuencias espaciales altas se encuentran más lejos del centro del plano de Fourier.
- Un filtro pasa bajas (low-pass) bloquea las frecuencias altas, lo que produce una imagen más borrosa.
- Un filtro pasa banda (band-pass) bloquea las frecuencias altas y bajas, permitiendo el paso de un rango específico de frecuencias.
- Un filtro pasa altas (high-pass) bloquea las frecuencias bajas, resaltando los detalles finos de la imagen.
Tipos de Filtros
-
Filtros Analógicos:
- Pasivos: Atenúan la señal sin ganancia, utilizando componentes como condensadores, bobinas y resistencias.
- Activos: Presentan ganancia en la señal de salida, incluyendo amplificadores.
-
Filtros Digitales: Se implementan como programas.
- Paso Bajo: Permiten el paso de frecuencias bajas.
- Paso Alto: Permiten el paso de frecuencias altas.
- Paso Banda: Permiten el paso de un rango específico de frecuencias.
Sistemas de Comunicación Electrónica
- Los sistemas de comunicación electrónica se componen de una fuente, un destino y un medio de transmisión.
- La información se puede transmitir en forma analógica (continua) o digital (discreta).
- Los ejemplos de información analógica incluyen la voz humana, las imágenes de video y la música.
- Los ejemplos de información digital incluyen números binarios, códigos alfanuméricos y símbolos gráficos.
Señales Analógicas
- Las señales analógicas se caracterizan por su variación continua en el tiempo, representando un rango amplio de valores.
- Un micrófono es un ejemplo de una fuente de señal analógica.
- La transmisión de señales analógicas suele ser sensible al ruido y las interferencias.
- La transmisión analógica requiere menos ancho de banda en comparación con las señales digitales.
Señales Digitales
- Las señales digitales se caracterizan por su naturaleza discreta, tomando solo valores específicos (por ejemplo, 0 o 1).
- Señales digitales se pueden amplificar sin perder calidad.
- La conversión de señales analógicas a digitales se realiza a través de la modulación por pulsos codificados (PCM).
- El proceso de conversión analógica a digital incluye tres pasos: muestreo, cuantificación y codificación.
Muestreo
- El muestreo implica tomar medidas periódicas de la amplitud de la señal analógica en intervalos específicos de tiempo.
- La frecuencia de muestreo determina la calidad de la señal digital.
Cuantificación
- La cuantificación asigna un valor discreto a cada muestra.
- La resolución de la conversión determina el rango de valores discretos disponibles.
Codificación
- La codificación representa cada valor cuantificado en código binario, formando secuencias de bits que constituyen la señal digital.
Desventajas de las Señales Digitales
- El proceso de muestreo puede provocar pérdida de información.
- Los sistemas digitales requieren un procesamiento y gestión más complejos que los sistemas analógicos.
- Los sistemas digitales necesitan un mayor ancho de banda para la comunicación.
Señales periódicas
- Las señales periódicas son una secuencia de perturbaciones que viajan una tras otra, siendo todas iguales y equidistantes.
- Se trata de una onda que se repite en el tiempo y espacio con regularidad.
- Un ejemplo de señal periódica son las ondas electromagnéticas.
Señales no periódicas
- Las señales no periódicas no siguen un ciclo de repetición específico.
- Se caracterizan por ser ondas que se dan de forma aislada.
- Un pulso es un ejemplo de onda no periódica.
- Si se repite un pulso, las perturbaciones sucesivas presentan características diferentes.
- Las señales no periódicas poseen componentes de todas las frecuencias.
- Mediante el uso de la transformada de Fourier, cualquier señal aperiódica puede descomponerse en un número infinito de señales periódicas.
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Description
Este cuestionario explora la historia y el funcionamiento del código Morse y diferentes tipos de telégrafos. Aprenderás sobre el impacto del código Morse en la comunicación y las innovaciones de los telégrafos, incluido el telégrafo cuádruplex de Edison. ¡Pon a prueba tus conocimientos sobre este fascinante tema!
